I U Dİş Hek Fak Der 1995: 29: 848 NÖTR VE ALKALİ ph'lardaki KALSİYUM HİDROKSİT VE TİTANYUM DİOKSİT PATLARININ ANTİMİKROP ETKİLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ* Seçkin Dindar 1 Güven Külekçi 2 Hakan Özbaş s Fatma Turan 4 Yayın kuruluna teslim tarihi: 19.10.1994 Yayına kabul tarihi: 21.11.1994 Özet Bu in vitro çalışmada farklı ph'lardaki titanyum dioksit (Tİ02) ve kalsiyum hidroksit (Ca (OH)a)'nin antimikrop etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. TİO2 ve Ca (OH)2 patları ph:7 ve ph:10 olmak üzere hazırlanmıştır. Patların antimikrop etkileri Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas fluorescens, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Peptostreptococcus sp., Lactobacillus sp., Fusobacterium sp., Porphyromonas gingivalis, Bacteroides fragilis, Clostridium sporogenes,actinomyces naeslundii, Actinomyces viscosus, Clandida albicans mikroorganizmaları üzerinde agar diffüzyon tekniği kullanılarak test edilmiştir. T i 0 2 patları herhangi bir mikroorganizma üzerine etki göstermemiştir. Bununla birlikte, nötr ve alkali ph değerlerindeki Ca(OH)2 patları lactobacillus ve fusobacterium türleri ile P. gingivalis ve C. sporogenes üzerine etkisizken diğerlerine 0.53.5 mm arasında değişen inhibisyon zonları ile etkili bulunmuştur. Ca(OH)2 patmuı farklı ph değerlerinde olması mikroorganizmalar için antimikrop etkilerinde belirgin bir fark göstermemiştir. Anahtar sözcükler: Titanyum dioksit, kalsiyum hidroksit, antimikrop etki GİRİŞ İnfekte kök kanallarıyla ilgili bakteri florası son yıllarda gelişen tekniklerle aynntıîı olarak incelenmiştir. Kök kanalı infeksiyonlan "polimikrobiyal" yani birden çok mikroorganizma çeşidi ile oluşan ve sıklıkla anaerop türlerin üstün olduğu in Seksiyonlardır (17,18). Çevresel faktörler, örneğin kök kanallarına yerleştirilen maddeler kanal florasını değiştire COMPARISON OF ANTIBACTERIAL EFFECTIVENESS OF TITANIUM DIOXIDE AND CALCIUM HYDROXIDE PASTES AT NEUTRAL AND ALKALINE phs Abstract The purpose of this in vitro study was to compare the antibacterial effectiveness of different phvalues ofti02 and Ca (OH)2 Ti02 and Ca(OH)2 pastes either atph:7 orph.16 were prepared. The antibacterial effect of these pastes was tested by agar diffusion technique on S. epidermidis, S. aureus, P. fluorescens, E. coli, K pneumoniae, S. mitts, S. mutam, S. sobrinus, Peptostreptococcus sp., Lactobacillus sp., Fusobacterium sp., P. gingivalis, B.fragilis, C. sporogenes, A. naeslundii, A. viscosus, C. albicans. Tİ02 pastes showed on inhibition zone with any of the test microorganisms. While Ca( OH) 2 pastes atph: 7 and ph;10 were found to be ineffective on Lactobacillus Sp., Fusobacterium Sp., P. gingivalis and C. sprogenes inhibition zones of0.53.5 mm were detected with the other microorganisms. Ca(OH)2 with dif fernt ph values showed no significant difference when the antimicrobial effects on microorganisms is concerned. Key words: Titanium dioxide, calcium hydroxide, antimicrobial effect. bilmektedir. Bazı araştırıcılar çeşidi bakteri türleri üzerine farklı metal ve metal tuzlarının etkilerini araştırmışlar ve metal tuzlarının eriyebilirlîğine veya konsantrasyonuna bağlı olarak bakteri üremesi üzerine inhibitor etki yaptığını göstermişlerdir (2,9,20,24). Kalsiyum hidroksit diş hekimliğinde ilk defa Nygren tarafından uygulanmış (14,23) ve günümüzde klinik endodontinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu madde tamir * "European Society ofendodontology, Sixth Biennial" Kongresinde poster olarak sunulmuştur. Londra 1993 1 Doç Dr İ ÜDiş Hekimliği Fakültesi Endodonti Bilim Dalt 2 Doç Dr İ ÜDiş Hekimliği Fakültesi Mikrobiyoloji Bilim Dalt 3 Dr İ ÜDis Hekimliği Fakültesi Endodonti Bilim Dalt 4 DlİÛDiş Hekimliği Fakültesi Endodonti Bilim Dalı
Nötr ve Alkali ph'lardaki Kalsiyum Hidroksit ve Titanyumdioksit 85 dentini yapımının uyarılmasında (28), kök perforasyonlannda kalsifiye set oluşumunun sağlanmasında (li), apeksifikasyon olayının gerçekleştirilmesinde (10), iltihaplara bağlı kök rezorbsiyonlarmm kontrol altına alınmasında (i), kök kanallarındaki eksüdanın durdurulmasında (15) ve kök kırıklarının tedavisinde (19) kullanılmaktadır. Kalsiyum hidroksitin yüksek ph'larda komşu dokularda bazik bir ortam sağlayarak iyileşme için iyi bir koşul sağladığı ileri sürülmüştür (26,27). Bu maddenin kullanılmasına bağlı olarak klinik başarılı sonuçlar bildirilmesine karşın bu araştırmaların çoğu vaka bildirisi ve hasta gruplarının izlenmesi şeklinde yapılmıştır. Bu araştırmalarda elde edilen bulgular benzer bir materyal ile karşılaştırılmadığmdan, başarılı sonuçların sadece kalsiyum hidroksit padarına bağlı olup olmadığı konusunda tartışmalar vardır (6). Bu nedenlerden dolayı biyolojik uyumu, korozyona direnci ve biyolojik fonksiyonlara uygun olması nedeniyle diş hekimliğinde her geçen gün daha fazla kullanılmaya başlanan titanyumdioksit (4,5,8,25) alternatif bir madde olarak ele alınmıştır. Kalsiyum hidroksit ve titanyumdioksitin kimyasal stabili tel erinin incelendiği bir çalışmada her iki maddenin zamana bağlı olarak değişim göstermediği ve kimyasal olarak stabil materyaller olduğu saptanmıştır (7). Klinik çalışmalar titanyumun sert ve yumuşak dokulara yapışmasının mükemmel olduğunu göstermiştir (5,8). Ancak titanyum bileşiklerinin mikroorganizmalar ve ağız florası üzerine biyolojik etkileri konusunda çok detaylı bilgiler yoktur (9,16,20). Bunun yanında kalsiyum hidroksitin mikroorganizmalar üzerine antimikrop etkileri hakkında literatürde pekçok araştırma vardır. Bu araştımanın amacı, nötr ve alkali ph değerlerindeki titandioksitin antimikrop etkilerini aynı ph'lardaki kalsiyum hidroksit ile karşılaştırmalı olarak incelemektedir. GEREÇ VE YÖNTEM Test materyalleri: Çalışmada dört grup oluşturulmuştur. TiOa* + ph: 7 tampon madde"* TiOü + ph: 10 çözeltisi**** Ca(OH) 2" + ph: 7 tampon madde Ca(OH)2 + distile su * Merck 805 ekstra pure (saflığı %99) ** GR Merck 2047 (saflığı % 96) *** NaHîP04 NaıHP04 (sodyumprimerfosfatsodyum sekonder fosfat) **** 10* MolarhkNa (OH) (sodyum hidroksit) çözeltisi.) Mikroorganizmalar Staphylococcus epidemidis, Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Pseudomonas fluorescens, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli (ATCC 8730), Streptococcus mitis (CCUG 7976), Streptococcus sobrinus (B13), Streptooccus mutans (KPSK 2), Peptostreptococcus sp., Lactobacillus sp., Actinomyces viscosus (CCUG 18310), Actinomyces naeslundii (CCUG 14476), Fusobacterium sp., Porphyromanas gingivalis, Bacteroides fragilis, Clostridium sporogenes ve Candida albicans (ATCC 10231). Bu mikroorganizmalar ATCC: Amerikan Doku ve Kültür Koleksiyonlarından, CCUG Göteborg Üniversitesi Kültür Koleksiyonlarından ve KPSK 2 ile B13 Lunds Üniversitesi Diş hekimliği Fakültesinden sağlanmış, diğerleri İ Ü Dİş Hekimliği Fakültesi Mikrobiyoloji Biriminde klinik örneklerden izole edilmiş suşlardır. Kültür ortamı Areop ve fakültatif mikroorganizmaların kültürleri beyin kalp infüzyon buyyonunda, anaerop mikroorganizmaların kültürleri 5 mg/ml. maya ekstratı, 5 g/ul. hemin ve 0.1 g/ul. vitamin Kİ eklenerek hazırlanan beyinkalp infüzyonunda yapılmıştır. Aeroplar için (S. epidermidis, S. aureus, P. fluorescens, K. pneumoniae, E. coli, C. albicans) MüllerHinton Agar besiyeri; S. mitis, S. sobrinus, S. mutans için % 5 koyun kanlı jeloz besiyeri ve Lactobacillus sp. için Rogosa SL Agar besiyeri kullanılmıştır. Anaerop mikroorganizmalar için CDC anaerop kanlı agar (maya ekstratı 5 g/l, hemin 5 ug/ml, vitamin Kİ 0,1 pg/ml. ve % 5 defıbrine koyun kanlı jeloz ile zenginleştirilmiş trypticase soy agar) kullanılmıştır. Streptokoklar ve laktobasil cinsinden bakteriler ve actinomycesler % 10 COg'li ortamda, anaeroplar Gas Pak kavanozunda (Gas Generation Kit, Oxoid Ltd., Basİngskote, Hampshire, England) %80 N2, % 10 CO, ve % 10 H2'li ortamda 37 C'de 48 saat inkübe edilmişlerdir. Duyarhhk deneyi Test materyallerinin antimikrop etkileri agar difüzyon yöntemi ile incelenmiştir. Suşların 10 4 cfu/ml'lik süspansiyonlarından 0,1 ml'si steril eküviyonlarla besiyerlerine yayılmıştır. Test materyalleri 2 g. toz ve 1 ml. likit karıştırılarak hazır
86 Dindar S Külekçİ G Özbas H Turan F lanmış ve 5 mm. çaplarında hazırlanarak mikroorganizma yayılan besiyeri yüzeylerine yerleştirilmişlerdir. Test materyalleri çevresinde inhibisyon zonu oluşumu, duyarlılık işareti olarak kabul edilmiş ve yarıçap milimerik olarak ölçülmüştür. BULGULAR Çalışmada kullanılan test materyallerinin toplam 17 mikroorganizma üzerine etkileri Tablo l'de gösterilmiştir. Ca(OH)2 ph 7 grubunda K. pneumoniae {3.5 mm); E.coli, S. aureus, S.mitis, C. albicans (3 mm); B. fragilis (1.5 mm); S. epidermidis, Peptostreptococcus P. fluorescens, A. naeslundii ve A. viscosus (I mm) İle inhibisyon zonları görülürken diğerlerinde zon görülmemiştir. Ca(OH) 2 ph 10 grubunda ise S. aureus, S. mitis, C. albicans (3 mm); Peptostreptococcus ve P. fluorescens (2 mm); S. epidermidis, E.coli, S. mutans, S. sobrinus, A. naeslundii ve A. viscosus (1 mm), B. fragilis (0.5 mm) İle duyarlı iken diğerlerine karşı bir etki görülmemiştir. Tablo:! Farklı ph'lardaki Ti02 ve Ca (OH)2 patlarının antimikrop etkileri (mm: inhibityonzonu yarı çapı) Mikroorganizmalar TI02 Patı (ph7) TiOz Patı (PH=10) Ca(OH)2 Patı (ph=7). Ca(OH)2Patı (ph=10) Staphylococcus epidermidis _ 1 mm 1 mm S.aureus (ATCC 6538) 3 mm 3 mm Pseudomonas fluorescens 1 mm 2 mm Escherichia coli (ATCC 8730) 3 mm 1 mm Klebsiella pneumoniae _ 3.5 mm Streptococcus mitis (CCUG 7976) 3 mm 3 mm Streptococcus mutans (KPSK 2) _ 1 mm Streptococcus sobrinus (B13) 1 mm Peptostreptococcus sp. 1 mm 2 mm Lactobacillus sp. _ Fusobacterium sp. Porphyromonas glngivaiis. Bacteroides fragilis 1.5 mm 0.5 mm Clostridium sporogenes Actinomyces naeslundii (CCUG 18310) 1 mm 1 mm Actlnomyees viscosus (CCUG 14476) _ 1 mm Candida albicans (ATTC 10231) 3 mm 3 mm Ca(OH) a patı ph:7 değerinde S. mutans ve S. sobrinus üzerine etkisiz olmasına karşın ph:10 değerinde l'er mm'lik inhibisyon zonları oluşmuştur. Ca(OH)2 patlan her iki ph değerinde de Lactobacillus sp., Fusobacterium sp., P.gingivalis ve C. sporogenes üzerine etkisiz kalmıştır. Ca(OH)2'in ph:10 patında hiç zon oluşmamıştır. Ca(OH)a patının ph: 7 veph: 10 değerlerinde olması incelenen mikroorganizmalara antimikrop etkilerinde belirgin bir fark yaratmamıştır. TiOa her iki ph grubunda da incelenen hiçbir mikroorganizma üzerine etkili bulunmamıştır. TARTIŞMA Mikroorganizmalar genellikle nötr bir ortamda ürerler ve asit veya alkali değişimlere duyarlıdırlar. Örneğin uyarılmış karışık tükürüğün ph'sı 6.757.25 arasında olup mikroorganizma üremesi için ideal bir ortam oluşturur (22). Bazı bakteriler düşük ph'ları tolere edebilirler, örneğin sık sık şekerli diyet alındığında ağız ortamında ph düşmesi sonucu S. mutans ve lactobacillus türleri artar ve diş çürükleri ortaya çıkar (22). Buna karşın, periodontal hastalıklarda konak iltihabı yanıtlarında subgingival bölgede ph daha alkalen olur. Sağlıklı dişeti oluk sıvısı ph'sı 6.9 kabul edilmektedir. İltihaplı bölgelerde ph 8.5 olmaktadır. Bu değerler dişeti oluğu mikroflorasının değişmesine neden olmaktadır. Özellikle bu yüksek ph'h ortam periodontopatojen mikroorganizmaların üremesi için idealdir (22). Bu düşüncelerden yola çıkarak TiOs ve Ca (OH) 2 ph 10'da hazırladığımız padarının antimikrop etkileri araştırılmıştır. Byström ve arkadaşlarına göre (3) Ca(OH)a' inde antibakteri etkisi hidroksil iyonu konsantrasyonuna bağlıdır. Kalsiyum hidroksit çözüldüğü zaman, Ca ++ ve OH" iyonlarına ayrılır. Bu araştırıcılar, kalsiyum hidroksitin çözülenebilirliğinin düşük olması
Nötr ve Alkali ph'lardaki Kalsiyum Hidroksit ve Titanyumdioksit 87 na rağmen, hidroksil iyon konsantrasyonlarının test yapılan bakterilerin çoğunu öldürmeye yeterli olduğunu belirtmişlerdir (3). Gökay ve arkadaşları (13) saf kalsiyum hidroksitin sudaki solüsyonlarının anaeroplardan Bacteroides fragilis, Prophyromonas gingivalis, Peptostreptococcus anaerobius ve Clostridium perfringens üzerine 5,15,30 dakikalık sürelerle etkili olduğunu göstermişlerdir. Gençoğlu ve Külekçi (12) Calacept'in Streptococcus mutans, Peptostroptococcus anaerobius, Porphyromonas gingivalis ve Fusobacterium nucleatum'a 10 ve 15 dakikalık sürelerle etkili olduğunu bildirmişlerdir. Bizim çalışmamızda Lactobacillus, Fusobacterium türleri, Porphyromonas gingivalis ve Clostridium sporogenes suşlarında kalsiyum hidroksitin her iki ph'daki patı ile inhibisyon zonu oluşmamıştır. Bu durum yöntem farklılığına bağlanabilir. Metallerin ve bileşimlerinin ağız bakterileri üzerine etkileri hakkında birçok araştırma yapılmıştır. Joshi ve Elley (20) titanyum implantların ağız mikroflorası üzerine in vitro etkisini diğer metal bileşiklerle karşılaştırdıkları çalışmalarında titanyumun bakteriler üzerine inhibitörü etkisi olmadığını bildirmişlerdir. Bundy ve arkadaşları (2) ise titanyumun Streptococcus mutans üzerine antibakteri etkisi olduğunu saptamışlardır. Kaynar ve Külekçi (21) Streptococcus mutansın sakkarozlu ortamda titanum yüzeyine adezyonunun in vitro incelenmesinde, titanyummetalinin Streptococus mutans üzerine antibakteri etkisi olmadığını ve üremeyi de stimüle etmediğini bildirmişlerdir. Elagli ve arkadaşları (9) Streptococcus sanguis, Peptostreptococcus anaerobius, Veilloneîla türleri, Neisseria mucosa, Lactobacillus türleri, Actinomyces israelii ve Fusobacterium nucleatum üzerine titanyum tozlarının bakteriostatik bir etkisinin olmadığı gibi üremeyi de stimüle etmediğini bildirmişlerdir. Bizim araştırmamızda da stafilokoklar, streptokoklar, gram negatif çomaklar, actinomycesler, laktobasiller, anaerop gram pozitif kok ve çomaklar ile Candida albicans'dan oluşan 17 mikroorganizma suşu üzerine titanyumdioksitin farklı ph'larda hazırlanan patlarının antimikrop etkisi olmadığı saptanmıştır. SONUÇLAR Çalışmanın bulgularından elde edilen sonuçlara göre TiOa patı her iki ph'da da hazırlandığında hiç bir mikroorganizma üzerine etki göstermemiştir. ph; 7 ve ph: 10'da hazırlanan Ca(OH)2 patları lactobacillus ve fusobacterium türleri ile P. gingivalis ve C. sporogenes üzerine antimikrop etki göstermezken diğer mikroorganizmalara etkili oldukları saptanmıştır. KAYNAKLAR 1 Anderson JO, HjartingHansen E: Replantation of teeht. I. Radiographic and clinical study of 110 human teeth replanted after accidental loss. Acta Odontol Scand 1966:24:26383. 2 Bundy KJ, Butler MF, Hochman RF: An investigation of the bacteriostatic properties of pure metals. J Biomedical Materials Res 1980:14:65363. 3 Byström A, Claesson R, Sundquist G: The antibacterial effect of camphorated prachlorophenol, comphoratedr phenol and calcium hydroxide in the treament of infected root canals, Endod Dent Traumatol 1985:1:170. 4 Breme J and Wadewitz V: Comparison of titaniumtantalum and titaniumniobium alloys for application as dental implants. IntjOral Maxillofac Implants 1989:4:1138. 5 Breme J: Titanium and titanium alloys, biomaterials of preference, Memories et Etudes Scientifiques. Revue de Metalturgie 1989: Octobre:625B8. 6 ConcoranJF, Ellison RL, Zillich MR, Jeffrey LA, La Turno SAL: Endodontics II. The University of Michigan Dental Publication 1986:p:24. 7 Dindar S, Erçağ E, Özbaş H, Turan F: Comparison of chemical stability of titanium dioxide and calcium hydroxide European Society Endodontology, Sixth Biennial Congress, London, UK November 1993, Poster Presentation. 8 Elagli K, Hildebrand HF and Hamme G: Biocompatilitedu titane et de ses alliages. Otir Dent France 1989:457:35 9. 9 Elagli K, Neut C, Romond C, Hildebrand HF: In vitro effects of titanium powder on oral bacteria, Biomaterials 1992:13:257. 10 Frank AL: Therapy for the divergent pulpless tooth by continued apical formation. J Am Dent Assoc 1966:72:8793. 11 Frank AL: Resorptions, perforations and fractures. Dent Clin North Am 1974:18.46581. 12 Gençoğlu N, Külekçi G: Antibacterial efficacy of root canal medicaments./jv/fton Univ Sch Dentistry, 1992:J4S33 7. 13 Gökay N, Çalışkan MK, Kantarcı G, Eltem R: Kalsiyum hidroksit preparatlarının antibakteriyel etkileri, EÜ Dişheh FahDergl992:13:5761. 14 Hermann BW: Dentinobliteration der wurzenkanale nach der behandlung mit calcium. Zahnaerztl Rund 1930:^:8889.
88 Dindar S Külekçi G Özbas H Turan F 15 Heithersay GS: Periapical repair following conservative endodontic therapy..4us(den*,/1970:75:5118. 16 Heimdahl A, Kondell PA, Nord GE, Nordenram A: Effects of insertion of osseoingrated prosthesis on the oral microflora. Swedish Dent J 1983:199204. 17 Hardie JM: Dental and oral infection in: Duerden BI, Drasar BS, eds. Anaerobes in human disease, London, 1991:p.24567. 18 Haapasalo M: Blackpigmented Gramnegative anaerobes in endodontic infections, FEMSImmunol Med Microbiol 1993:6:2137. 19 Jacobson I, Kerekes K: Diagnosis and treament of pulp necrosis in premanent anterior teeht with root fracture. ScandJ Dent Res 1980:SS:3706. 20 Joshi RI, Eley A: The in vitro effect of a titanium implant on oral microflora: Comparison with other metallic compounds,/med Microbiol, 1988:27:1057. 21 Kaynar A, Külekçi G: Sterptococcus mutans'in sakkarozlu ortamda titanium yüzeyine adhezyonunun in vitro incelenmesi, İÜDişhek Fak Derg 27:328331. 22 Marsh P, Martin M: Oral Microbiology 3rd ed. Chapm ScHall, London, 1992:p.l68. 23 Nygren JA: Râdgrioe angaende bâsta sâttet att verda och bevara tanternas friskhet, Stockholm, 1938. 24 Riley TV, Mee BJ: Susceptibility of Bacteriodes Spp. to heavy metals, Antimicrobial Agent. Chemother. 1982:p.88992. 25 Simpson JP: The eletrochemical behaviour of titanium and titanium alloys with respect to their use as surgical implant materials, in Biological and Biochemical Performance of Biomaterials (Eds P. Christel, A. Meunier and A.J.C. Lee) Elsevier Publishers BV. Amsterdam, The Netherlands 1986:638. 26 Tronstad I, Andreasen JO, Hasselgren G, Kristerson L, Riis I: ph changes in dental tissues after root canal filling with calcium hydroxide. JEndod 1981:7:1721. 27 Terence MG and Joel BA: Influence on ph level of two calcium hydroxide root canal sealers in vitro. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1986:Ö/.6248. 28 Zander HA: Reaction of the pulp to calcium hydroxi Ae.JDentRes 1939:/S:3739. Yazışma adresi: Doç Dr Seçkin Dindar İ U Diş Hekimliği Fak Endodonti Bilim Dalı 34390 Çapa İstanbul